塑膠型材的擠出工藝

塑膠型材擠出成型加工中，加熱與冷卻是擠出過(guò)程得以進(jìn)行的必要條件。如前所述，塑料在擠出過(guò)程中得到的熱量來(lái)源于兩個(gè)方面：一個(gè)是機(jī)筒外部加熱器供給的熱量；另一個(gè)是塑料與機(jī)筒內(nèi)壁、塑料與螺桿以及塑料之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦剪切熱。前者熱量由加熱器的電能轉(zhuǎn)化而來(lái)．后者熱量由電動(dòng)機(jī)供給螺桿的機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來(lái)。這兩部分熱量所占比例的大小與螺桿、機(jī)筒的結(jié)構(gòu)形式、工藝條件、物料的性質(zhì)等有關(guān)，也與擠出過(guò)程階段(啟動(dòng)階段、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段)有關(guān)。此外，這兩部分熱量所占比例在擠出過(guò)程的不同區(qū)段也是不同的。如對(duì)普通三段式螺桿擠出機(jī)來(lái)說(shuō)，在加料段，由于螺槽較深，物料尚未壓實(shí)，摩擦熱是很少的，熱量多來(lái)自于加熱器；而在均化段，物料已熔融，溫度較高，螺槽較淺，摩擦產(chǎn)生的  
   塑膠型材 熱量較多，有時(shí)非但不需要加熱器供熱，還需要冷卻器進(jìn)行冷卻； 在熔融段，物料受熱是上述兩種情況的過(guò)渡狀態(tài)，也就是摩擦剪切產(chǎn)生的熱量比加料段多，而比均化段少，摩擦剪切產(chǎn)生熱量的速率 會(huì)隨物料的向前移動(dòng)而漸漸增快，這叮說(shuō)明為什么擠出機(jī)的加熱冷 卻系統(tǒng)是分段設(shè)置的。  
    從能量的觀點(diǎn)來(lái)分析，擠出過(guò)程中有一個(gè)熱平衡問(wèn)題，加熱器 供給的熱能量和剪切摩擦能量是相互聯(lián)系的，只要改變一種能量的供給速率，對(duì)另一種能量的需要就會(huì)發(fā)牛變化。這是因?yàn)槲锪系臏?nbsp;度升高時(shí)，黏度就降低，它對(duì)螺桿的阻力就減小，剪切摩擦熱也小，即消耗電動(dòng)機(jī)所供給螺桿的機(jī)械功就??；相反，荇剪切摩擦強(qiáng)烈時(shí)，即螺桿所供給物料的機(jī)械能量愈大，則物料從加熱器所獲取的能量就愈小。它們的相互關(guān)系如圖卜3所示。從矧中?？闯?，當(dāng)螺桿達(dá)到一定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，物料所需要的熱能將完全從螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能獲得，而不需要外部加熱，這就是所謂“自熱擠出”。圖1-3中第二組曲線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)A和B就是自熱點(diǎn)。

    塑膠型材從以上分析可知，總熱量包括加熱器供給的熱H·和岡摩擦剪切而產(chǎn)生的摩擦熱H2，部分用于使塑料產(chǎn)生物態(tài)的變化所需要的 熱量H3，另一部分是損失掉的H4。損失的這部分包括機(jī)筒機(jī)頭和周圍介質(zhì)的熱交換、冷卻介質(zhì)帶走的熱量以及加熱元件本身的熱損失和制品帶走的熱量。